JP2007201793A - Ask (amplitude shift keying) demodulating circuit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten a time until a dutycycle of a demodulated signal is settled to a reference dutycycle. <P>SOLUTION: While a switch circuit 21 is changed to an averaging circuit 20 side, a comparator 14 compares a signal Sd detected by a detection circuit 15 and an average value Vavg of the averaging circuit 20, and outputs a demodulated signal So. A counter 25 counts clock numbers of N1 and N2 in each interval of H and L of the signal So. A regulator 27 calculates the dutycycle of the signal So based on the clock numbers N1 and N2, and sets a reference instruction value Dr so that the dutycycle approximates to the reference dutycycle (50%). Afterward, the switch circuit 21 is switched to a regulator circuit 26 side, and regulation processing is repeated by a sequential search method or a binary search method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、マンチェスタ符号により符号化されASK方式で変調された信号を復調するASK復調回路に関する。   The present invention relates to an ASK demodulation circuit that demodulates a signal encoded by Manchester code and modulated by an ASK method.

特許文献1には、マンチェスタ符号により符号化されASK方式で変調された入力信号を受信し、その入力信号を包絡線検波して出力するASK受信回路が記載されている。図6は、その電気的構成を示している。このASK受信回路1において、対数アンプ2は、入力端子3から低域通過フィルタ4を介して与えられるASK変調された信号を包絡線検波し、比較回路5は、この検波された信号と基準電圧制御回路6の出力信号(基準信号Vr1)とを比較することにより復調された信号を出力端子7から出力する。ここで、基準電圧制御回路6は、オペアンプ6a、コンデンサ6bおよび抵抗6cから構成された積分回路である。ASK受信回路1は、基準電圧制御回路6によるフィードバック制御により、復調された出力信号のデューティ比を50%に制御している。
特開2001−211214号公報
Patent Document 1 describes an ASK receiving circuit that receives an input signal encoded by a Manchester code and modulated by the ASK method, detects the input signal by envelope detection, and outputs the input signal. FIG. 6 shows the electrical configuration. In this ASK receiving circuit 1, a logarithmic amplifier 2 envelope-detects an ASK-modulated signal given from an input terminal 3 via a low-pass filter 4, and a comparison circuit 5 compares the detected signal and a reference voltage. A signal demodulated by comparing with the output signal (reference signal Vr1) of the control circuit 6 is output from the output terminal 7. Here, the reference voltage control circuit 6 is an integrating circuit composed of an operational amplifier 6a, a capacitor 6b, and a resistor 6c. The ASK receiving circuit 1 controls the duty ratio of the demodulated output signal to 50% by feedback control by the reference voltage control circuit 6.
JP 2001-211214 A

上記ASK受信回路1の基準電圧制御回路6では、抵抗6cを介したコンデンサ6bの充放電が行われるので、復調された出力信号のデューティ比が50%に安定(整定)するまでの時間が長くなる。例えばETC(Electronic Toll Collection System)における路車間通信では、1回の通信時間が限られており且つ車両が通過する短時間の間に複数回の通信が行われる。   In the reference voltage control circuit 6 of the ASK receiving circuit 1, since the capacitor 6b is charged and discharged through the resistor 6c, the time until the duty ratio of the demodulated output signal is stabilized (set) to 50% is long. Become. For example, in road-to-vehicle communication in ETC (Electronic Toll Collection System), communication time for one time is limited, and communication is performed a plurality of times in a short time during which the vehicle passes.

従って、毎回の通信開始時に上記長い安定時間を確保する必要があると、その分だけ実際に通信を行うことのできる時間が短くなり、1回の通信のデータ量が減少してしまう。また、DSRC(Dedicated Short Range Communication:狭域通信)規格で規定されるようなASK波形の歪みが大きい場合には、基準電圧Vr1の変化幅が大きくなり、さらに整定時間が長くなる。   Therefore, if it is necessary to ensure the long stabilization time at the start of each communication, the time during which actual communication can be performed is shortened, and the data amount of one communication is reduced. In addition, when the distortion of the ASK waveform as defined by the DSRC (Dedicated Short Range Communication) standard is large, the change width of the reference voltage Vr1 becomes large and the settling time becomes longer.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、復調された信号のデューティ比が基準のデューティ比に整定するまでの時間を短縮できるASK復調回路を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an ASK demodulation circuit capable of shortening the time until the duty ratio of a demodulated signal is set to a reference duty ratio.

請求項1に記載した手段によれば、マンチェスタ符号により符号化されASK変調された信号を検波し、その検波された信号と基準電圧とを比較して第1レベルと第2レベルとから構成される復調された信号を出力する。この場合、復調された信号が第1レベルにある第1期間の幅と第2レベルにある第2期間の幅をそれぞれ計測し、これら第1期間の幅と第2期間の幅により定まる復調された信号のデューティ比と基準のデューティ比とに基づいて基準電圧のレベルを調整する。   According to the first aspect of the present invention, a signal encoded by Manchester code and ASK-modulated is detected, and the detected signal is compared with a reference voltage to be composed of a first level and a second level. Output the demodulated signal. In this case, the demodulated signal is demodulated by measuring the width of the first period at the first level and the width of the second period at the second level, respectively, and determined by the width of the first period and the width of the second period. The level of the reference voltage is adjusted based on the duty ratio of the received signal and the reference duty ratio.

この構成によれば、基準電圧のレベルを1回の計測・調整処理ごとに任意の値に設定変更できるので、復調された信号のデューティ比を基準のデューティ比に追い込むための種々のサーチ法と組み合わせることにより、復調された信号のデューティ比が安定(整定)するまでの時間を大幅に短縮することができる。また、基準のデューティ比を50%に限らず任意の値に設定することにより、復調された信号のデューティ比を任意の値に調整することができる。   According to this configuration, the level of the reference voltage can be set and changed to an arbitrary value for each measurement / adjustment process. Therefore, various search methods for driving the demodulated signal duty ratio to the reference duty ratio can be used. By combining them, it is possible to greatly shorten the time until the duty ratio of the demodulated signal is stabilized (settling). Also, by setting the reference duty ratio to an arbitrary value, not limited to 50%, the duty ratio of the demodulated signal can be adjusted to an arbitrary value.

請求項2に記載した手段によれば、計測回路は、クロックを生成し、そのクロックを計数することにより第1期間と第2期間の幅を計測するので、復調された信号の周波数とクロックの周波数とから定まる分解能(精度)で、期間幅の計測およびデューティ比の調整が可能となる。従って、クロックの周波数を復調された信号の周波数よりも十分に高くすれば、復調された信号のデューティ比が基準のデューティ比と等しくなるように高精度に制御することができる。   According to the means described in claim 2, since the measurement circuit generates a clock and measures the width of the first period and the second period by counting the clock, the frequency of the demodulated signal and the clock The period width can be measured and the duty ratio can be adjusted with a resolution (accuracy) determined from the frequency. Therefore, if the clock frequency is sufficiently higher than the demodulated signal frequency, the demodulated signal can be controlled with high accuracy so that the duty ratio of the demodulated signal becomes equal to the reference duty ratio.

請求項3に記載した手段によれば、マンチェスタ符号による符号化信号の1ビット期間(当該期間の中央でレベルが反転する)ごとに、第1期間の幅と第2期間の幅をそれぞれ計測する。この計測手段によれば、符号化信号のデータが0または1のまま連続する場合のみならず0から1、1から0に変化する場合でも、マンチェスタ符号のデューティ比を常に50%(またはその他の目標値)に制御することができる。   According to the third aspect of the present invention, the width of the first period and the width of the second period are measured for each 1-bit period (level is inverted at the center of the period) of the encoded signal by Manchester code. . According to this measuring means, the duty ratio of the Manchester code is always set to 50% (or other) not only when the encoded signal data continues as 0 or 1, but also when it changes from 0 to 1 and 1 to 0. Target value).

請求項4に記載した手段によれば、復調された信号のデューティ比と基準のデューティ比とにずれがある場合、復調された信号のデューティ比が基準のデューティ比に近づくように、シーケンシャル(順次)サーチ法に従って基準電圧のレベルを所定周期ごとに一定値ずつ増加または減少させる。これにより、上記デューティ比のずれが比較的小さい場合において、復調された信号のデューティ比を基準のデューティ比に正しく整定させることができる。   According to the means described in claim 4, when there is a deviation between the duty ratio of the demodulated signal and the reference duty ratio, sequential (sequentially) so that the duty ratio of the demodulated signal approaches the reference duty ratio. ) Increase or decrease the reference voltage level by a constant value at predetermined intervals according to the search method. Thereby, when the deviation of the duty ratio is relatively small, the duty ratio of the demodulated signal can be correctly set to the reference duty ratio.

請求項5に記載した手段によれば、復調された信号のデューティ比と基準のデューティ比とにずれがある場合、復調された信号のデューティ比が基準のデューティ比に近づくように、検波回路の出力信号の最大値と最小値の範囲内でバイナリ(二分)サーチ法に従って基準電圧のレベルを所定周期ごとに変更する。これにより、上記デューティ比のずれが比較的大きい場合において、復調された信号のデューティ比が整定するまでの時間をより短縮することができる。   According to the means described in claim 5, when there is a difference between the duty ratio of the demodulated signal and the reference duty ratio, the detection circuit is configured so that the duty ratio of the demodulated signal approaches the reference duty ratio. The level of the reference voltage is changed every predetermined period in accordance with the binary (binary) search method within the range of the maximum value and the minimum value of the output signal. Thereby, when the deviation of the duty ratio is relatively large, the time until the duty ratio of the demodulated signal is settled can be further shortened.

請求項6に記載した手段によれば、整定された(または整定途中の)基準電圧が存在しない復調動作の開始時に、比較回路に対し、調整回路から出力される不定の基準電圧に替えて初期基準電圧を印加するので、その初期基準電圧を最終的な整定値付近に設定することにより、復調された信号のデューティ比が整定するまでの時間をより短縮することができる。   According to the means described in claim 6, at the start of the demodulation operation where there is no settling (or during settling) reference voltage, the comparison circuit is initialized with the indefinite reference voltage output from the adjustment circuit. Since the reference voltage is applied, the time until the duty ratio of the demodulated signal is set can be further shortened by setting the initial reference voltage in the vicinity of the final set value.

請求項7に記載した手段によれば、検波回路の出力信号の平均電圧を初期基準電圧として用いるので、基準電圧の最終的な整定値が不明である場合またはその都度変化する場合であっても、最終的な整定値に近い初期基準電圧(上記平均電圧)を用いて復調動作を開始できる。   According to the means described in claim 7, since the average voltage of the output signal of the detection circuit is used as the initial reference voltage, even if the final set value of the reference voltage is unknown or changes each time. The demodulation operation can be started using the initial reference voltage (the above average voltage) close to the final set value.

(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1ないし図4を参照しながら説明する。
図1は、マンチェスタ符号により符号化されASK方式で変調された信号を復調するASK復調回路の構成を示している。このASK復調回路11は、ETC車載器などで用いられるもので、図示しない受信回路から端子12に入力されるASK変調された信号Siを復調し、その復調した信号Soを端子13から出力するようになっている。図2は、(a)ASK変調された入力信号Si、(b)検波された信号Sd、(c)復調された出力信号Soの各波形を示しており、以下この波形を参照しながらASK復調回路11の構成を説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a configuration of an ASK demodulating circuit that demodulates a signal encoded by Manchester code and modulated by the ASK method. The ASK demodulator circuit 11 is used in an ETC vehicle-mounted device or the like. The ASK demodulator circuit 11 demodulates an ASK-modulated signal Si input to a terminal 12 from a receiver circuit (not shown) and outputs the demodulated signal So from a terminal 13. It has become. FIG. 2 shows the waveforms of (a) ASK-modulated input signal Si, (b) detected signal Sd, and (c) demodulated output signal So. ASK demodulation is described below with reference to these waveforms. The configuration of the circuit 11 will be described.

端子12とコンパレータ14(比較回路に相当)の反転入力端子との間に設けられた検波回路15は、ASK変調された入力信号Si(図2(a)参照)を包絡線検波した信号Sd(図2(b)参照)を出力するもので、AGC(Automatic Gain Control)アンプを用いて全波整流または半波整流を行う整流回路16と、コンデンサと抵抗を用いた積分回路17とから構成されている。整流回路16は、AGCアンプに替えて対数アンプなどにより構成してもよい。無線通信におけるASK変調された信号はダイナミックレンジが広いため、これらAGCアンプや対数アンプが必要となる。   A detection circuit 15 provided between the terminal 12 and the inverting input terminal of the comparator 14 (corresponding to the comparison circuit) is a signal Sd (envelope-detected from the ASK-modulated input signal Si (see FIG. 2A)). 2 (see FIG. 2B), and includes a rectifier circuit 16 that performs full-wave rectification or half-wave rectification using an AGC (Automatic Gain Control) amplifier, and an integration circuit 17 that uses a capacitor and a resistor. ing. The rectifier circuit 16 may be configured by a logarithmic amplifier or the like instead of the AGC amplifier. Since an ASK modulated signal in wireless communication has a wide dynamic range, these AGC amplifier and logarithmic amplifier are required.

コンパレータ14の反転入力端子とグランドとの間には、抵抗18とコンデンサ19の直列回路からなる平均化回路20(平均値回路に相当)が接続されている。抵抗18とコンデンサ19の共通接続点には信号Sdの平均値電圧Vavgが生成され、この平均値電圧Vavg(初期基準電圧に相当)は、アナログスイッチなどから構成されるスイッチ回路21(切替回路に相当)を介して、基準電圧Vrefとしてコンパレータ14の非反転入力端子に入力可能となっている。コンパレータ14の出力端子とASK復調回路11の出力端子13との間にはインバータ22が介在している。   An averaging circuit 20 (corresponding to an average value circuit) composed of a series circuit of a resistor 18 and a capacitor 19 is connected between the inverting input terminal of the comparator 14 and the ground. An average value voltage Vavg of the signal Sd is generated at a common connection point between the resistor 18 and the capacitor 19, and this average value voltage Vavg (corresponding to an initial reference voltage) is generated by a switch circuit 21 composed of an analog switch or the like. The reference voltage Vref can be input to the non-inverting input terminal of the comparator 14. An inverter 22 is interposed between the output terminal of the comparator 14 and the output terminal 13 of the ASK demodulator circuit 11.

計測回路23は、クロックCkを生成する発振回路24と、復調された出力信号So(図2(c)参照)のHレベルとLレベルの各期間ごとに当該クロックCkを計数するカウンタ25(計数回路に相当)とから構成されている。   The measurement circuit 23 includes an oscillation circuit 24 that generates a clock Ck, and a counter 25 (counter) that counts the clock Ck for each period of H level and L level of the demodulated output signal So (see FIG. 2C). Equivalent to a circuit).

調整回路26は、調整器27とD/Aコンバータ28とから構成されている。調整器27は、カウンタ25のカウント値から定まる復調された出力信号Soのデューティ比と基準のデューティ比とを比較または差分演算し、両デューティ比を一致させるようにデジタル値からなる基準指令値Drを出力するようになっている。D/Aコンバータ28は、この基準指令値Drをアナログの基準電圧Vrに変換し、その基準電圧Vrは上記スイッチ回路21を介して基準電圧Vrefとしてコンパレータ14の非反転入力端子に入力可能となっている。   The adjustment circuit 26 includes a regulator 27 and a D / A converter 28. The adjuster 27 compares or calculates a difference between the duty ratio of the demodulated output signal So determined from the count value of the counter 25 and the reference duty ratio, and a reference command value Dr that is a digital value so as to match both duty ratios. Is output. The D / A converter 28 converts the reference command value Dr into an analog reference voltage Vr, and the reference voltage Vr can be input to the non-inverting input terminal of the comparator 14 as the reference voltage Vref via the switch circuit 21. ing.

次に、本実施形態の作用について図3および図4も参照しながら説明する。
図3は、マンチェスタ符号により符号化された信号の例を示している。(a)はデータ「1111」の場合、(b)はデータ「1010」の場合、(c)はデータ「1100」の場合を示している。また、図中に示すTは1ビット期間の幅を表している。マンチェスタ符号により符号化された信号は、通常の50%デューティの場合、1ビット期間の中央でレベル反転する。ASK変調方式による通信では、通常その初期に所定ビットパターン(例えば「1111…」や「1010…」)を持つプリアンブルが送信されるので、ASK復調回路11は、このプリアンブルを利用して基準電圧Vrefを安定化(整定)させる。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 shows an example of a signal encoded by Manchester code. (A) shows the case of data “1111”, (b) shows the case of data “1010”, and (c) shows the case of data “1100”. Further, T shown in the figure represents the width of one bit period. The signal encoded by the Manchester code is inverted in level at the center of one bit period in the case of a normal 50% duty. In communication using the ASK modulation method, a preamble having a predetermined bit pattern (for example, “1111...” Or “1010...”) Is usually transmitted at the initial stage. Therefore, the ASK demodulation circuit 11 uses the preamble to reference voltage Vref. Is stabilized (settling).

図4は、復調動作を説明するための波形図で、(a)検波された信号Sd、(b)復調された出力信号So、(c)クロックCkの各波形を示している。端子12に入力されるASK変調された信号Siは、検波回路15により包絡線検波され、平均化回路20はその検波された信号Sdの平均値電圧Vavgを生成する。ASK復調回路11は、ASK変調された信号Siが端子12に入力されると、復調動作に先立ってスイッチ回路21を平均化回路20側に切り替える。   FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the demodulation operation, and shows waveforms of (a) the detected signal Sd, (b) the demodulated output signal So, and (c) the clock Ck. The ASK-modulated signal Si input to the terminal 12 is subjected to envelope detection by the detection circuit 15, and the averaging circuit 20 generates an average value voltage Vavg of the detected signal Sd. When the ASK-modulated signal Si is input to the terminal 12, the ASK demodulation circuit 11 switches the switch circuit 21 to the averaging circuit 20 side prior to the demodulation operation.

これは、調整回路26から出力される基準電圧Vrが不定となる復調初期において、後述する調整動作を収束方向に正常に開始させるために必要となる。従って、調整動作により基準電圧Vrが不定状態から脱すると、ASK復調回路11は、スイッチ回路21を調整回路26側に切り替える。本実施形態では、このときの切り替えタイミングを、調整動作を開始して所定の制御周期(例えば周期T)が経過したときとしているが、これに替えて、基準電圧Vrが予測される整定値に対し所定の電圧範囲内に入ったとき、基準電圧Vrが平均値電圧Vavgに対し所定の電圧範囲内に入ったときなどであってもよい。   This is necessary in order to normally start the adjustment operation described later in the convergence direction in the early stage of demodulation when the reference voltage Vr output from the adjustment circuit 26 is indefinite. Accordingly, when the reference voltage Vr is released from the indefinite state by the adjustment operation, the ASK demodulation circuit 11 switches the switch circuit 21 to the adjustment circuit 26 side. In the present embodiment, the switching timing at this time is set to the time when a predetermined control cycle (for example, cycle T) has elapsed since the start of the adjustment operation. Instead, the reference voltage Vr is set to a predicted set value. On the other hand, when the voltage falls within a predetermined voltage range, the reference voltage Vr may fall within a predetermined voltage range with respect to the average value voltage Vavg.

続いて、基準電圧Vrefの調整動作について説明する。
コンパレータ14は、スイッチ回路21が平均化回路20側に切り替えられた状態で、検波された信号Sdと基準電圧Vref(平均値電圧Vavg)とを比較し、インバータ22を介してHレベルとLレベルとからなる復調された信号Soを出力する。
Subsequently, the adjustment operation of the reference voltage Vref will be described.
The comparator 14 compares the detected signal Sd with the reference voltage Vref (average voltage Vavg) in a state where the switch circuit 21 is switched to the averaging circuit 20 side, and compares the detected signal Sd with the H level and the L level via the inverter 22. A demodulated signal So consisting of

カウンタ25は、出力信号SoがHレベル(第1レベル)にある第1期間とLレベル(第2レベル)にある第2期間におけるクロックCkの数N1とN2を計数することにより、第1期間と第2期間の幅を計測する。この場合、クロックCkの周波数は、少なくとも出力信号Soの周波数よりも高くする必要があり、両周波数の比が大きいほど後述するデューティ比の調整精度を高められる。   The counter 25 counts the number N1 and N2 of the clocks Ck in the first period in which the output signal So is at the H level (first level) and in the second period in which the output signal So is at the L level (second level). And measure the width of the second period. In this case, the frequency of the clock Ck needs to be at least higher than the frequency of the output signal So, and the accuracy of adjusting the duty ratio, which will be described later, can be increased as the ratio between the two frequencies increases.

また、図3(a)ないし(c)に示す何れの符号化信号の場合にもクロック数N1、N2を正しく計測するためには、符号化信号の1ビット期間Tごとに、第1期間、第2期間におけるクロックCkの数N1、N2を計数することが好ましい。この計数方法によれば、プリアンブルが終了した後のように、HレベルとLレベルに着目するとデューティ比が50%にならない場合でも、各ビット期間に対応した正しいデューティ比が得られる。1ビット期間Tは、プリアンブル期間において検出してもよいし、予め定まっている通信レートから求めてもよい。   In addition, in order to correctly measure the clock numbers N1 and N2 in any of the encoded signals shown in FIGS. 3A to 3C, the first period, for each 1-bit period T of the encoded signal, It is preferable to count the numbers N1 and N2 of the clocks Ck in the second period. According to this counting method, a correct duty ratio corresponding to each bit period can be obtained even when the duty ratio does not become 50% when attention is paid to the H level and the L level as after the preamble is finished. The 1-bit period T may be detected in the preamble period, or may be obtained from a predetermined communication rate.

調整器27は、第1期間のクロック数N1と第2期間のクロック数N2に基づいて、復調された出力信号Soのデューティ比を演算する。マンチェスタ符号により符号化された信号の理想的なデューティ比は50%なので、本実施形態ではこの50%を基準のデューティ比として設定している。図4に示した例では、一点差線で示す現在の基準電圧Vref(平均値電圧Vavg)を用いて復調すると、クロック数N1が15、クロック数N2が5となり、デューティ比は15/(15+5)×100=75%(>50%)となる。   The adjuster 27 calculates the duty ratio of the demodulated output signal So based on the clock number N1 in the first period and the clock number N2 in the second period. Since the ideal duty ratio of the signal encoded by the Manchester code is 50%, in the present embodiment, this 50% is set as the reference duty ratio. In the example shown in FIG. 4, when demodulating using the current reference voltage Vref (average voltage Vavg) indicated by a one-point difference line, the clock number N1 is 15, the clock number N2 is 5, and the duty ratio is 15 / (15 + 5 ) × 100 = 75% (> 50%).

そこで、調整器27は、デューティ比を下げるために、現在の基準電圧Vref(平均値電圧Vavg)よりも高い基準電圧Vrに対応した基準指令値Drを設定する。D/Aコンバータ28は、この基準指令値Drに従って基準電圧Vrを出力する。その後、ASK復調回路11は、スイッチ回路21を調整回路26側に切り替える。これ以後も、カウンタ25は、第1期間、第2期間の各クロック数N1、N2を計数し続け、調整回路26は、復調された出力信号Soのデューティ比が基準のデューティ比(50%)に近づくように基準指令値Drひいては基準電圧Vref(基準電圧Vr)を調整する。   Therefore, the regulator 27 sets a reference command value Dr corresponding to a reference voltage Vr higher than the current reference voltage Vref (average value voltage Vavg) in order to lower the duty ratio. The D / A converter 28 outputs a reference voltage Vr according to the reference command value Dr. Thereafter, the ASK demodulation circuit 11 switches the switch circuit 21 to the adjustment circuit 26 side. Thereafter, the counter 25 continues to count the number of clocks N1 and N2 in the first period and the second period, and the adjustment circuit 26 uses the duty ratio of the demodulated output signal So as a reference duty ratio (50%). The reference command value Dr and thus the reference voltage Vref (reference voltage Vr) are adjusted so as to approach.

調整器27は、この調整をCPUなどを用いてデジタル処理により実行する。この調整処理には、シーケンシャル(順次)サーチ法とバイナリ(二分)サーチ法の少なくとも一方を用いる。検波された信号Sdは、各ビット期間T(制御周期T)ごとの最大値と最小値がそれぞれほぼ一定となるように制御されている。シーケンシャルサーチ法では、復調された出力信号Soのデューティ比が基準のデューティ比(50%)に近づくように、基準指令値Drすなわち基準電圧Vrefのレベルを制御周期Tごとに一定値ずつ増加または減少させる。この方法は、デューティ比のずれが比較的小さい場合に有効である。   The adjuster 27 performs this adjustment by digital processing using a CPU or the like. This adjustment process uses at least one of a sequential (sequential) search method and a binary (binary) search method. The detected signal Sd is controlled such that the maximum value and the minimum value for each bit period T (control period T) are substantially constant. In the sequential search method, the reference command value Dr, that is, the level of the reference voltage Vref is increased or decreased by a constant value every control cycle T so that the duty ratio of the demodulated output signal So approaches the reference duty ratio (50%). Let This method is effective when the duty ratio shift is relatively small.

一方、バイナリサーチ法では、復調された出力信号Soのデューティ比が基準のデューティ比(50%)に近づくように、検波された信号Sdの最大値と最小値の範囲内で基準指令値Drすなわち基準電圧Vrefのレベルを制御周期Tごとにサーチ範囲を半減しながら変更する。この方法は、デューティ比のずれが比較的大きい場合に特に有効であり、出力信号Soのデューティ比を50%に安定させるのに必要な整定時間を短縮することができる。なお、デューティ比のずれが比較的大きい場合にはバイナリサーチ法により調整し、デューティ比のずれが小さくなった後にシーケンシャルサーチ法による調整に切り替えてもよい。   On the other hand, in the binary search method, the reference command value Dr, that is, within the range between the maximum value and the minimum value of the detected signal Sd so that the duty ratio of the demodulated output signal So approaches the reference duty ratio (50%). The level of the reference voltage Vref is changed every control cycle T while the search range is halved. This method is particularly effective when the duty ratio shift is relatively large, and can reduce the settling time required to stabilize the duty ratio of the output signal So to 50%. If the deviation of the duty ratio is relatively large, adjustment may be performed by the binary search method, and switching to the adjustment by the sequential search method may be performed after the deviation of the duty ratio becomes small.

以上説明したように、本実施形態のASK復調回路11は、包絡線検波を行う検波回路15と、その検波された信号Sdと基準電圧Vrefとを比較するコンパレータ14とを備えており、マンチェスタ符号により符号化されASK変調された信号Siを復調することができる。この場合、計測回路23は、復調された出力信号SoがHレベルにある第1期間の幅とLレベルにある第2期間の幅をそれぞれデジタル値として計測し、調整回路26は、これらの測定幅に基づく出力信号Soのデューティ比が基準のデューティ比(50%)に近づくように、デジタル処理によるシーケンシャルサーチ法とバイナリサーチ法の少なくとも一方を用いて基準電圧Vrefのレベルを調整する。   As described above, the ASK demodulation circuit 11 of the present embodiment includes the detection circuit 15 that performs envelope detection, and the comparator 14 that compares the detected signal Sd and the reference voltage Vref. It is possible to demodulate the signal Si encoded and ASK modulated by. In this case, the measurement circuit 23 measures the width of the first period when the demodulated output signal So is at the H level and the width of the second period when the demodulated output signal So is at the L level, respectively, and the adjustment circuit 26 measures these measurements. The level of the reference voltage Vref is adjusted using at least one of the sequential search method and the binary search method by digital processing so that the duty ratio of the output signal So based on the width approaches the reference duty ratio (50%).

これにより、出力信号Soのデューティ比が基準のデューティ比(50%)に整定するまでの時間を大幅に短縮することができ、比較的短いプリアンブル(例えば16ビット)の期間に、基準電圧Vrefを適正レベルに安定化させることができる。その結果、ETCにおける路車間通信のように限られた時間内に複数回の通信を行うシステムであっても、各回の通信のデータ量の減少を極力防止することができる。   As a result, the time until the duty ratio of the output signal So is set to the reference duty ratio (50%) can be greatly shortened, and the reference voltage Vref can be reduced during a relatively short preamble period (for example, 16 bits). It can be stabilized to an appropriate level. As a result, even in a system that performs communication a plurality of times within a limited time, such as road-to-vehicle communication in ETC, it is possible to prevent a reduction in the data amount of each communication as much as possible.

計測回路23は、発振回路24で生成したクロックCkをカウンタ25で計数する構成であるので、クロックCkの周波数精度を高めるとともにクロックCkと出力信号Soの周波数比を十分に大きく設定することにより、第1期間の幅と第2期間の幅を高精度に計測することができる。また、符号化信号の1ビット期間Tごとに、第1期間、第2期間におけるクロック数N1、N2を計数すれば、データ列によらず常に正しい計測が可能となる。   Since the measurement circuit 23 is configured to count the clock Ck generated by the oscillation circuit 24 with the counter 25, by increasing the frequency accuracy of the clock Ck and setting the frequency ratio between the clock Ck and the output signal So sufficiently large, The width of the first period and the width of the second period can be measured with high accuracy. Further, if the number of clocks N1 and N2 in the first period and the second period are counted for each 1-bit period T of the encoded signal, correct measurement can always be performed regardless of the data string.

復調動作の開始時には、スイッチ回路21を平均化回路20側に切り替え、検波された信号Sdの平均値電圧Vavgを基準電圧Vrefとして用いるので、コンパレータ14の比較動作を正常に開始でき、整定時間を短縮することができる。また、検波された信号Sdの振幅、最大値、最小値などがばらつく場合であっても、最終的な整定値に近い基準電圧Vref(平均値電圧Vavg)を用いて復調動作を開始できる。   At the start of the demodulation operation, the switch circuit 21 is switched to the averaging circuit 20 side, and the average value voltage Vavg of the detected signal Sd is used as the reference voltage Vref. It can be shortened. Even when the amplitude, maximum value, minimum value, etc. of the detected signal Sd vary, the demodulation operation can be started using the reference voltage Vref (average value voltage Vavg) close to the final settling value.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について図5を参照しながら説明する。
この図5に示すASK復調回路31は、マンチェスタ符号により符号化されASK方式で変調された信号Siを相異なる2つのデューティ比50%、25%となるように復調し、その復調した信号SoA、SoBをそれぞれマイコン32、33に出力するものである。マイコン32は、50%のデューティ比を持つデータ信号を受信可能に構成されており、マイコン33は、25%のデューティ比を持つデータ信号を受信可能に構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The ASK demodulating circuit 31 shown in FIG. 5 demodulates the signal Si encoded by the Manchester code and modulated by the ASK method so that the two different duty ratios are 50% and 25%, and the demodulated signal SoA, SoB is output to the microcomputers 32 and 33, respectively. The microcomputer 32 is configured to receive a data signal having a duty ratio of 50%, and the microcomputer 33 is configured to be able to receive a data signal having a duty ratio of 25%.

デューティ比50%の出力信号SoAを生成する復調回路は図1と同一構成であり、デューティ比25%の出力信号SoBに係る復調回路も図1と同様の構成である。このうち検波回路15と平均化回路20は共通化されている。なお、図5において、平均化回路20よりも後段の構成部分には、図1で対応する構成部分に用いた符号の最後に「a」(デューティ比50%に係る復調回路)または「b」(デューティ比25%に係る復調回路)を付して示している。   The demodulating circuit for generating the output signal SoA with the duty ratio of 50% has the same configuration as that in FIG. 1, and the demodulating circuit for the output signal SoB with the duty ratio of 25% has the same configuration as that in FIG. Among these, the detection circuit 15 and the averaging circuit 20 are shared. In FIG. 5, “a” (a demodulator circuit with a duty ratio of 50%) or “b” is added at the end of the code used for the corresponding component in FIG. (A demodulator circuit with a duty ratio of 25%) is shown.

この構成において、デューティ比25%の出力信号SoBに係る復調回路における調整回路26bは、25%のデューティ比を基準として調整動作を実行する。それ以外の動作は、第1の実施形態と同様である。このように、ASK復調回路31は、マイコン32、33の構成に適した任意のデューティ比(本実施形態では50%、25%)を持つように復調することができるので、各種マイコンとの組み合わせが可能となり設計の自由度が向上するという効果が得られる。   In this configuration, the adjustment circuit 26b in the demodulation circuit related to the output signal SoB with a duty ratio of 25% performs an adjustment operation with the duty ratio of 25% as a reference. Other operations are the same as those in the first embodiment. As described above, the ASK demodulation circuit 31 can demodulate so as to have an arbitrary duty ratio (50%, 25% in the present embodiment) suitable for the configuration of the microcomputers 32 and 33. Can be achieved, and the degree of freedom in design is improved.

(その他の実施形態)
なお、本発明は上記し且つ図面に示す各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のように変形または拡張が可能である。
第1の実施形態において、スイッチ回路21を平均化回路20側から調整回路26側に切り替えるのは、復調動作を開始して基準指令値Drを最初に設定した後に限られない。例えば、所定回数(2、3、…)だけ繰り返し基準指令値Drの調整を行った時点で切り替えてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings, and can be modified or expanded as follows, for example.
In the first embodiment, switching the switch circuit 21 from the averaging circuit 20 side to the adjustment circuit 26 side is not limited to after the demodulation operation is started and the reference command value Dr is initially set. For example, switching may be performed when the reference command value Dr is repeatedly adjusted a predetermined number of times (2, 3,...).

調整器27の調整処理は、シーケンシャルサーチ法、バイナリサーチ法に限られない。例えば、復調された出力信号Soのデューティ比と基準のデューティ比との差分を演算し、その差分に応じた値だけ基準指令値Drを変更してもよい。また、差分と変更量との関係を示すテーブルを備え、差分に基づいてテーブルを参照することにより基準指令値Drを変更してもよい。さらに、この差分を用いた調整法と上述のサーチ法とを併用してもよい。   The adjustment process of the adjuster 27 is not limited to the sequential search method and the binary search method. For example, the difference between the demodulated output signal So and the reference duty ratio may be calculated, and the reference command value Dr may be changed by a value corresponding to the difference. Further, a table indicating the relationship between the difference and the change amount may be provided, and the reference command value Dr may be changed by referring to the table based on the difference. Furthermore, the adjustment method using this difference and the above-described search method may be used in combination.

初期基準電圧として、平均値電圧Vavgに替えて一定の電圧値を用いてもよい。また、調整回路26において基準指令値Drに初期値を与えてもよい。これらの場合には、平均化回路20とスイッチ回路21は不要となる。
発振回路が出力するクロックCkに替えて、外部から与えられるクロックを用いてもよい。また、図5において、発振回路24aと24bは共通化してもよい。
As the initial reference voltage, a constant voltage value may be used instead of the average value voltage Vavg. Further, the adjustment circuit 26 may give an initial value to the reference command value Dr. In these cases, the averaging circuit 20 and the switch circuit 21 are not necessary.
Instead of the clock Ck output from the oscillation circuit, an externally supplied clock may be used. In FIG. 5, the oscillation circuits 24a and 24b may be shared.

本発明の第1の実施形態を示すASK復調回路の構成図1 is a configuration diagram of an ASK demodulator circuit showing a first embodiment of the present invention. (a)入力信号Si、(b)検波された信号Sd、(c)復調された出力信号Soの各波形を示す図The figure which shows each waveform of (a) input signal Si, (b) detected signal Sd, (c) demodulated output signal So. マンチェスタ符号により符号化された信号の例を示す図The figure which shows the example of the signal encoded by Manchester code | symbol 復調動作を説明するもので、(a)検波された信号Sd、(b)復調された出力信号So、(c)クロックCkの各波形を示す図FIG. 6 is a diagram for explaining a demodulation operation, and is a diagram illustrating waveforms of (a) a detected signal Sd, (b) a demodulated output signal So, and (c) a clock Ck. 本発明の第2の実施形態を示す図1相当図FIG. 1 equivalent diagram showing a second embodiment of the present invention 従来技術を示す図1相当図1 equivalent diagram showing the prior art

符号の説明Explanation of symbols

図面中、11、31はASK復調回路、14、14a、14bはコンパレータ(比較回路)、15は検波回路、20は平均化回路(平均値回路)、21、21a、21bはスイッチ回路(切替回路)、23、23a、23bは計測回路、24、24a、24bは発振回路、25、25a、25bはカウンタ(計数回路)、26、26a、26bは調整回路である。   In the drawings, 11 and 31 are ASK demodulation circuits, 14, 14 a and 14 b are comparators (comparison circuits), 15 is a detection circuit, 20 is an averaging circuit (average value circuit), and 21, 21 a and 21 b are switch circuits (switching circuits). , 23, 23a and 23b are measurement circuits, 24, 24a and 24b are oscillation circuits, 25, 25a and 25b are counters (counting circuits), and 26, 26a and 26b are adjustment circuits.

Claims (7)

マンチェスタ符号により符号化されASK方式で変調された信号を復調するASK復調回路において、
前記ASK変調された信号を検波する検波回路と、
この検波回路の出力信号と基準電圧とを比較して第1レベルと第2レベルとから構成される復調された信号を出力する比較回路と、
前記復調された信号が前記第1レベルにある第1期間の幅と前記第2レベルにある第2期間の幅をそれぞれ計測する計測回路と、
この計測回路により計測された第1期間の幅と第2期間の幅により定まる前記復調された信号のデューティ比と基準のデューティ比とに基づいて前記基準電圧のレベルを調整する調整回路とを備えて構成されていることを特徴とするASK復調回路。
In an ASK demodulator that demodulates a signal encoded by Manchester code and modulated by the ASK method,
A detection circuit for detecting the ASK modulated signal;
A comparison circuit that compares the output signal of the detection circuit with a reference voltage and outputs a demodulated signal composed of a first level and a second level;
A measurement circuit for measuring a width of a first period in which the demodulated signal is at the first level and a width of a second period at the second level;
An adjustment circuit that adjusts the level of the reference voltage based on the duty ratio of the demodulated signal and the reference duty ratio determined by the width of the first period and the width of the second period measured by the measurement circuit; An ASK demodulating circuit characterized by comprising:
前記計測回路は、
前記復調された信号の周波数よりも高い周波数のクロックを生成する発振回路と、
前記第1期間におけるクロックの数と前記第2期間におけるクロックの数をそれぞれ計数する計数回路とから構成されていることを特徴とする請求項1記載のASK復調回路。
The measuring circuit is
An oscillation circuit for generating a clock having a frequency higher than the frequency of the demodulated signal;
2. The ASK demodulating circuit according to claim 1, wherein the ASK demodulating circuit comprises a counting circuit for counting the number of clocks in the first period and the number of clocks in the second period.
前記計測回路は、前記マンチェスタ符号による符号化信号の1ビット期間ごとに、前記第1期間の幅と前記第2期間の幅をそれぞれ計測することを特徴とする請求項1または2記載のASK復調回路。   3. The ASK demodulation according to claim 1, wherein the measurement circuit measures the width of the first period and the width of the second period for each bit period of the encoded signal by the Manchester code. circuit. 前記調整回路は、前記復調された信号のデューティ比が前記基準のデューティ比に近づくように、シーケンシャルサーチ法に従って前記基準電圧のレベルを所定周期ごとに一定値ずつ増加または減少させることを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のASK復調回路。   The adjustment circuit increases or decreases the level of the reference voltage by a constant value for each predetermined period according to a sequential search method so that the duty ratio of the demodulated signal approaches the reference duty ratio. The ASK demodulator circuit according to claim 1. 前記調整回路は、前記復調された信号のデューティ比が前記基準のデューティ比に近づくように、バイナリサーチ法に従って前記基準電圧のレベルを所定周期ごとに変更することを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載のASK復調回路。   4. The adjustment circuit according to claim 1, wherein the level of the reference voltage is changed every predetermined period according to a binary search method so that a duty ratio of the demodulated signal approaches the reference duty ratio. The ASK demodulation circuit according to any one of the above. 復調動作の開始時において、前記比較回路に対し、前記調整回路から出力される基準電圧に替えて初期基準電圧を印加する切替回路を備えていることを特徴とする請求項1ないし5の何れかに記載のASK復調回路。   6. A switching circuit for applying an initial reference voltage to the comparison circuit in place of the reference voltage output from the adjustment circuit at the start of a demodulation operation. The ASK demodulator circuit according to 1. 前記検波回路の出力信号の平均電圧を前記初期基準電圧として出力する平均値回路を備えていることを特徴とする請求項6記載のASK復調回路。   7. The ASK demodulator circuit according to claim 6, further comprising an average value circuit that outputs an average voltage of an output signal of the detection circuit as the initial reference voltage.
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US7907006B2 (en) 2008-06-10 2011-03-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Demodulator

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